多相流电磁相关流量测量技术研究

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随着油田开发的不断深入,井中多为油、气、水组成的多相流。流量是分层采油等工艺中必须测量的参数,但是井下流体的流动状态十分复杂,致使流量的测量难度很大,在线测量油气水多相流的流量参数是目前油田开发中面临的一个具有挑战性的难题。针对当前生产测井方面油气水多相流流量测量的不足之处,提出一种基于电磁流量和相关流量的多相流电磁相关法流量测量模型,以解决石油生产测井方面的油气水多相流流量测量;通过COMSOL有限元软件对电磁相关流量测量系统中传感器的矩形线圈,跑道形线圈和马鞍形线圈的磁场分布进行了仿真计算,提出了评价励磁线圈磁场分布的指标,进而得到了电磁相关流量传感器励磁线圈的最佳形状。设计了电磁相关流量测量传感器检测电极尺寸以及上下游两对检测电极之间的距离,以确保上下游两对检测电极各自产生的电场互不干扰,且使得上下游两对检测电极输出信号具有一定相关性。同时对影响电磁相关法流量测量结果的影响因素进行分析研究,降低了流量测量中的误差。最后,在理论计算、仿真研究的基础上,设计了基于电磁相关相关法的流量测量硬件电路,进行了调试并设计相应的软件程序和上位机软件,在基于实验室多相流模拟平台对整体的设计方案进行了试验验证。分别在气水以及油气水多相流的含量不同情况下,测量了混合流体不同流速的试验数据,进行数据处理和结果分析,室内试验结果表明,测量结果的相对误差在15%以内,试验测量结果达到了课题考核指标对测量精度的要求。该系统在油田现场管道中进行了地面多相流进行测试,通过现场使用状况来验证多相流电磁相关流量测量方法的可行性。
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